研究三乙醇胺 TEA在橡胶硫化工艺中，促进硫化反应并提升产品弹性

三胺（TEA）在橡胶硫化工艺中的应用研究：促进硫化反应，提升产品弹性

作为一个与我们生活息息相关却又常常被忽视的工业原料，橡胶无处不在。从汽车轮胎到运动鞋底，从密封圈到输送带，橡胶制品几乎渗透到了现代工业和日常生活的每一个角落。而在这些看似柔软却坚韧的产品背后，隐藏着一个关键的过程——硫化。

说到硫化，就不能不提“硫”这个字眼。但其实，真正让橡胶变得有弹性的，不仅仅是硫的作用，还有一群默默无闻的“助手”，其中就包括今天我们要重点介绍的主角——三胺（Triethanolamine，简称TEA）。

一、什么是三胺？它为何能成为橡胶硫化的“好帮手”？

三胺，英文名Triethanolamine，简称TEA，是一种有机碱性化合物，化学式为C6H15NO3。它具有良好的水溶性和吸湿性，在常温下为无色至浅黄色液体或晶体，略带氨味。由于其分子结构中同时含有羟基和氨基，使得它具备优异的络合能力、pH调节能力和表面活性。

在橡胶加工领域，TEA并不是作为主硫化剂使用，而更多是作为一种辅助助剂，起到促进硫化反应、改善胶料性能、提高硫化效率的作用。尤其是在天然橡胶、丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶（BR）等通用橡胶体系中，TEA的应用效果尤为显著。

二、橡胶硫化的基本原理：从“软趴趴”到“韧劲十足”

橡胶的硫化过程，本质上是一个交联反应。天然橡胶原本是由线型高分子链组成的，这种结构决定了它在高温下容易变形、低温下又会变硬，不具备实用价值。通过加入硫磺，并在一定温度和压力下加热，橡胶分子之间就会形成“桥梁”——也就是硫键，从而构成三维网状结构，使橡胶具备了良好的弹性和耐热性。

然而，仅靠硫磺进行硫化效率并不高，且容易导致硫化不均匀、焦烧时间不稳定等问题。于是，各种促进剂、活化剂、防老剂等助剂应运而生，TEA正是其中之一。

三、TEA在橡胶硫化中的作用机制解析

1. 促进硫化反应速率

TEA本身具有弱碱性，可以中和硫化过程中产生的酸性物质（如硫化氢、脂肪酸等），从而减少对硫化体系的干扰。此外，TEA还能与金属氧化物（如氧化锌ZnO）发生络合作用，提高其在胶料中的分散性，进而增强硫化效率。

2. 改善硫化胶的物理机械性能

实验表明，适量添加TEA可以有效提升硫化胶的拉伸强度、断裂伸长率以及回弹性。这主要是因为TEA能够优化硫键的分布，使其更均匀地分布在橡胶网络中，避免局部应力集中，从而提高材料的整体性能。

3. 延长焦烧时间，提高操作安全性

焦烧时间是指胶料在未硫化前因受热而提前发生交联的时间。如果焦烧时间太短，会导致生产过程中胶料过早硬化，影响成型质量。TEA的加入可以适度延缓这一过程，使得加工窗口更宽，提高了生产的可控性和安全性。

4. 改善胶料的加工性能

TEA具有一定的润滑性，能够在混炼过程中降低胶料粘度，提高流动性，使得填充剂更容易分散，减少了混炼时间和能耗。

四、TEA在橡胶配方中的推荐用量及参数对比表

注：phr = parts per hundred rubber，即每百份橡胶中助剂的份数。

---

四、TEA在橡胶配方中的推荐用量及参数对比表

橡胶种类	TEA推荐用量（phr）	硫化温度（℃）	焦烧时间变化	弹性提升幅度
天然橡胶（NR）	0.5–1.5	140–160	延长约10%	提高8–12%
丁苯橡胶（SBR）	0.3–1.0	150–170	延长约8%	提高6–10%
顺丁橡胶（BR）	0.2–0.8	140–160	延长约5%	提高5–8%
丁腈橡胶（NBR）	0.5–1.0	160–180	延长约12%	提高7–9%

注：phr = parts per hundred rubber，即每百份橡胶中助剂的份数。

---

五、TEA与其他促进剂的协同效应分析

橡胶硫化体系往往不是单一助剂的“独角戏”，而是多种助剂协同作用的结果。TEA通常与以下几类助剂配合使用：

• 促进剂MBT（2-巯基苯并噻唑）
• 促进剂CBS（N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺）
• 氧化锌（ZnO）和硬脂酸（SA）

实验数据显示，TEA与CBS配合使用时，可显著提高硫化速度和硫化胶的弹性模量。而在与MBT搭配时，则有助于改善硫化胶的耐老化性能。

---

六、实际应用案例分享：TEA在轮胎制造中的表现

以某大型轮胎厂为例，在其载重轮胎胎面胶配方中引入TEA后，取得了如下成果：

• 硫化时间缩短约8%；
• 成品轮胎滚动阻力下降5%以上；
• 轮胎耐磨性能提升10%；
• 胶料混炼能耗降低6%左右。

这说明TEA不仅提升了产品的性能，还在一定程度上降低了生产成本，可谓“一举两得”。

---

七、TEA使用的注意事项及潜在问题

尽管TEA好处多多，但在实际应用中也需要注意以下几个方面：

1. 用量控制要精准：过量使用TEA可能导致硫化胶硬度上升、弹性下降，甚至出现喷霜现象。
2. 注意环保安全：虽然TEA毒性较低，但仍需避免长期接触皮肤和吸入其蒸气。
3. 兼容性问题：某些特殊橡胶（如氯丁橡胶CR）可能对TEA较为敏感，需进行小样试验后再批量使用。

---

八、未来展望：TEA在绿色橡胶工艺中的潜力

随着环保法规日益严格，“绿色橡胶”概念逐渐兴起。TEA作为一种低毒、可生物降解的有机胺类助剂，正受到越来越多的关注。尤其在开发低VOC（挥发性有机物）环保型橡胶制品的过程中，TEA有望成为传统含氮促进剂的理想替代品。

此外，研究人员正在尝试将TEA与纳米填料（如碳纳米管、石墨烯）结合使用，以进一步提升橡胶材料的综合性能。未来，我们或许能看到TEA在智能橡胶、自修复橡胶等新型材料中的广泛应用。

---

九、总结：TEA虽小，作用不小

三胺（TEA）在橡胶硫化工艺中，虽非主角，却是个不可或缺的“绿叶”。它既能促进硫化反应，又能提升硫化胶的弹性、延长焦烧时间，还能改善胶料的加工性能。可以说，TEA就像是橡胶界的“催化剂+稳定剂+润滑剂”的三合一组合拳。

对于橡胶工程师而言，掌握TEA的合理使用方法，不仅能提升产品质量，还能优化工艺流程、降低成本。而对于整个橡胶行业来说，TEA的广泛应用也为实现高效、环保、可持续发展提供了新的思路。

---

十、参考文献（部分）

国内文献：

1. 李志强, 王建军. 橡胶硫化促进剂及其应用[M]. 北京: 化学工业出版社, 2018.
2. 陈立新, 刘晓红. 三胺在橡胶加工中的应用研究[J]. 橡胶工业, 2020, 67(3): 45-50.
3. 高翔, 赵磊. 助剂对天然橡胶硫化性能的影响[J]. 合成橡胶工业, 2021, 44(2): 112-116.

国外文献：

1. George A. Koelmans. Rubber Chemistry and Technology, Vol. 91, No. 3 (2018), pp. 450–462.
2. H. Watanabe, Y. Sato. Effects of triethanolamine on the vulcanization behavior of SBR compounds. Journal of Applied Polymer Science, 2019, 136(12): 47435.
3. M. R. Kamal, et al. Role of amine-based accelerators in rubber vulcanization. Polymer Engineering & Science, 2020, 60(5): 987–995.

---

如果你喜欢这篇文章，欢迎转发给你的朋友、同事或者学生；如果你从事橡胶相关工作，希望这篇内容能在你下次调配方时提供一点灵感。毕竟，好的橡胶，不止是“有弹性”，更是“有故事”的。

====================联系信息=====================

联系人： 吴经理

手机号码： 18301903156 (微信同号)

联系电话： 021-51691811

公司地址: 上海市宝山区淞兴西路258号

===========================================================

公司其它产品展示:

• NT CAT T-12 适用于室温固化有机硅体系，快速固化。

• NT CAT UL1 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，活性略低于T-12。

• NT CAT UL22 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性比T-12高，优异的耐水解性能。

• NT CAT UL28 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，该系列催化剂中活性高，常用于替代T-12。

• NT CAT UL30 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

• NT CAT UL50 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

• NT CAT UL54 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，耐水解性良好。

• NT CAT SI220 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，特别推荐用于MS胶，活性比T-12高。

• NT CAT MB20 适用有机铋类催化剂，可用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性较低，满足各类环保法规要求。

• NT CAT DBU 适用有机胺类催化剂，可用于室温硫化硅橡胶，满足各类环保法规要求。